福州大学杨富富获国家专利权
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龙图腾网获悉福州大学申请的专利一种考虑机器人变形避障的导航方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119681876B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411855287.6,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种考虑机器人变形避障的导航方法是由杨富富;王飞强;陈煜宽;黄浩波;胡厚华;万正凯;张俊设计研发完成,并于2024-12-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种考虑机器人变形避障的导航方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种考虑机器人变形避障的导航方法,用于已知三维尺寸关系的单自由度变形移动机器人;将三维环境简化为二维栅格地图;在代价地图膨胀时考虑机器人不同变形状态下的不同占地尺寸;采用改进A*算法,根据路径点所在位置的特殊代价值计算机器人高度状态信息,得到含有机器人高度信息的全局路径;采用改进DWA算法,分析全局路径的机器人高度信息,判断机器人当前运动状态,在动态窗口添加速度空间和运动轨迹空间,设定变形速度采样,并在障碍物代价中分析机器人不同状态下的安全尺寸,得到机器人的移动速度和变形速度,以实现控制机器人应用变形功能通过具有高度限制的障碍物通道。
本发明授权一种考虑机器人变形避障的导航方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑机器人变形避障的导航方法,其特征在于:用于已知三维尺寸关系的单自由度变形移动机器人;将三维环境简化为二维栅格地图;在代价地图膨胀时考虑机器人不同变形状态下的不同占地尺寸;采用改进A*算法,根据路径点所在位置的特殊代价值计算机器人高度状态信息,得到含有机器人高度信息的全局路径;采用改进DWA算法,分析全局路径的机器人高度信息,判断机器人当前运动状态,在动态窗口添加速度空间和运动轨迹空间,设定变形速度采样,并在障碍物代价中分析机器人不同状态下的安全尺寸,得到机器人的移动速度和变形速度,以实现控制机器人应用变形功能通过具有高度限制的障碍物通道; 所述将三维环境简化为二维栅格地图具体为:采用将三维环境按照允许单自由度可变形移动机器人通行的极限状态进行简化,并依据各区域对机器人的高度限制为二维栅格地图添加灰度值信息,以得到不同灰度值代表不同的高度限制的二维栅格地图:将栅格设置为白色、黑色以及多种灰色:黑色表示机器人在任何姿态下均不可通行;白色表示机器人在最高姿态下可通行;不同灰度对应可通行的高度姿态; 所述在代价地图膨胀时考虑机器人不同变形状态下的不同占地尺寸具体为:基于二维栅格地图的多种灰度值,为高度限制区域赋予对应特殊代价值,并依据机器人通行多种高度限制区域时对应的机身外接圆半径为各区域障碍物设定膨胀半径,得到反映机器人在各区域下的不同高度限制和各变形状态下的安全尺寸的代价地图层; 考虑机器人不同变形状态下的不同占地尺寸的代价地图膨胀的具体操作过程为: 首先,获取栅格地图的灰色信息; 然后,包含灰色栅格附近的白色栅格在内,对高度限制区域进行处理:判断一定范围内是否存在更低的限制高度区域,如果存在,则当前栅格根据更低的限制高度区域的灰色度赋予特殊代价值;否则,按当前栅格的灰色度赋予特殊代价值或无需处理; 最后,包含灰色栅格附近的黑色栅格在内,对高度限制区域内的黑色栅格进行处理:判断一定范围内是否存在更低的限制高度区域,如果存在,则该黑色栅格根据更低的高度限制计算膨胀半径;否则,根据当前黑色栅格所在区域的高度限制进行计算或无需在本代价地图层膨胀; 所述采用改进A*算法,根据路径点所在位置的特殊代价值计算机器人高度状态信息,得到含有机器人高度信息的全局路径具体为:采用A*算法获取全局路径,并为全局路径添加z值信息;遍历全局路径的各个路径点,根据路径点所在位置获取所述代价地图层中的代价,计算得到在当前栅格代价下机器人的最大通行高度,将得到的高度存储到路径点的z值中。
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